CN104760708B - 空心磁力矩器的制造方法 - Google Patents

空心磁力矩器的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种空心磁力矩器的制造方法，包括以下步骤：a.在正方形固定板的四个顶角分别可拆卸的安装有绕线槽；b.围绕四个所述绕线槽缠绕导线形成空心正方形线圈，缠绕的同时在导线上涂环氧树脂来对导线进行固化；c.待绕线结束且导线固化后，将固定板与四个绕线槽分离，得到四个绕线槽及缠绕在其上的固化线圈，即制得空芯磁力矩器。解决了传统方法加工空芯磁力矩器过程复杂、稳定性差的问题。

Description

空心磁力矩器的制造方法
技术领域
本发明属于航天技术领域，涉及一种空心磁力矩器的制造方法。
背景技术
随着现代小卫星技术的发展，卫星的姿态控制方式也越来越多样化，而利用地磁场来实现卫星的姿态控制是目前一种非常常用方法。磁力矩器就是利用地磁场来实现卫星姿态控制的主要执行机构，它是利用通电线圈在磁场中受有磁力并进而产生磁力矩来工作的，由于磁力矩器具有质量轻、功耗低、无质量损失、工作稳定的特点，在现代小卫星的姿态控制系统中应用非常广泛。但由于小卫星尺寸及质量等条件限制，无法像大卫星那样借助其他外部设备来固定空心磁力矩器线圈，因此设计一种简单、可靠、易于实现的的空心磁力矩器线圈加工及固定方法对于确保卫星的姿态控制至关重要。
在空心磁力矩器的制作过程中，传统的空心磁力矩器是将绕线加工及固定过程分开设计：在线圈的绕线过程中需要制作特殊的磨具来支撑绕线，磁力矩器的固定过程需要设计特殊的固定装置。绕线所设计的磨具在绕线结束后会被拆除，空心磁力矩器在使用中需采用特殊的装置来固定，如设计特殊的固定支架或采用航空胶等方式来将空心磁力矩器固定到卫星外壳上，但这些固定方法较复杂，且稳定性较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种空心磁力矩器及其制造方法，以解决传统方法加工空芯磁力矩器过程复杂、稳定性差的问题。
本发明所采用的第一种技术方案是，空心磁力矩器的制造方法，包括以下步骤：
a.在正方形固定板的四个顶角分别可拆卸的安装有绕线槽；
b.围绕四个绕线槽缠绕导线形成空心正方形线圈，缠绕的同时在导线上涂环氧树脂来对导线进行固化；
c.待绕线结束且导线固化后，将固定板与四个绕线槽分离，得到四个绕线槽及缠绕在其上的固化线圈，即制得空芯磁力矩器。
进一步的，各个绕线槽均为沿槽底部弯折成直角的U形槽，各个绕线槽的内部光滑且开口均朝外便于缠绕线圈。
进一步的，绕线槽构成的直角内部固定设置有连接片，连接片上设有用于将绕线槽与固定板连接的螺纹孔。
进一步的，连接片上还设置有用于与卫星面板连接的螺纹孔。
进一步的，固定板的中心设有用于连接绕线机的通孔。
进一步的，在绕线过程中和取掉固定板之后均需及时清理掉多余的环氧树脂。
进一步的，绕线槽、连接片、固定板以及连接用的螺钉的材料均为不导磁材料。
本发明所采用的第二种技术方案是，一种用上述制造方法制造的空心磁力矩器，包括四个对称设置的绕线槽，围绕四个绕线槽外部设置有导线形成空心正方形线圈，各个绕线槽均为沿槽底部弯折成直角的U形槽，各个绕线槽的内部光滑且开口均朝外便于缠绕线圈。
进一步的，绕线槽构成的直角内部固定设置有连接片，连接片上设置有用于与卫星面板连接的螺纹孔。
本发明所采用的第三种技术方案是，一种上述空心磁力矩器的固定方法，将空心磁力矩器通过在各个连接片上设置的螺纹孔与卫星面板固定连接。
本发明的有益效果是，本发明所设计的空芯磁力矩器加工及固定方法是将加工和固定结合起来，在设计加工的过程中，充分考虑两者的特点，所设计的磨具具有体积小、质量轻、无磁的特点，在空芯磁力矩器线圈的加工过程中它能够提供绕线环境，在固定过程中它又能提供固定接口，极大地提高了空芯磁力矩器线圈的加工精度及固定可靠性，用该方法设计的空芯磁力矩器具有加工简单、安装方便、可靠性高及稳定性强等优点。
附图说明
图1是本发明空心磁力矩器的结构示意图；
图2是本发明中四个绕线槽与固定板连接状态示意图；
图3是本发明空心磁力矩器的绕线槽和连接片的主视图；
图4是本发明空心磁力矩器的绕线槽和连接片的右视图；
图5是本发明空心磁力矩器的绕线槽和连接片的左视图；
图6是本发明中固定板的主视图。
图中，1.固定板，2.连接片，3.绕线槽，4.线圈，5.通孔，6.连接螺纹孔，7.固定螺纹孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供了一种空心磁力矩器的制造方法，包括以下步骤：
a.在正方形固定板1的四个顶角分别可拆卸的安装有绕线槽3，如图2所示；
首先根据空芯磁力矩器的设计尺寸，结合对空芯磁力矩器的厚度要求，设计一种既可以为线圈的绕制提供环境，又可以为线圈的固定提供接口的磨具。该磨具包括绕线槽4及固定板1，在设计及加工过程中，绕线槽4及固定板1的尺寸一定要精确吻合，磨具的材料应选取硬铝等不导磁的材料，以免影响磁力矩器的性能。
设置四个绕线槽4，每个绕线槽4的壁厚1mm，以保证绕线槽4的强度，同时尽可能减轻绕线槽4的质量，绕线槽4的连接片2上设置有三个螺纹孔，靠近连接片2边缘的两个连接螺纹孔6用来与固定板1连接，待绕线结束固定板1拆卸后，也可用来与卫星面板固定；连接片2上靠近绕线槽的一个固定螺纹孔7可用于与卫星面板固定。
同时，为了防止在绕线过程中划破导线，四个绕线槽的绕线拐角处都应设置一定尺寸的倒圆。固定板1的尺寸根据绕线槽4的尺寸来严格制作，四个角的两个螺纹孔用来与绕线槽固定，中间的通孔用来固定在绕线机上。
b.围绕四个绕线槽3缠绕导线形成空心正方形线圈4，在绕线过程中，不断涂加环氧树脂来对导线进行固化。为了防止有多余的环氧树脂在线圈4的一侧积存，在绕线过程中要及时清理掉多余的环氧树脂；
c.待绕线结束且导线固化后，将固定板1与四个绕线槽3分离，得到四个绕线槽3及缠绕在其上的固化线圈4，如图1所示，再清洗干净多余的环氧树脂，即制得空芯磁力矩器。
如图3至图5所示，各个绕线槽3均为沿槽底部弯折成直角的U形槽，各个绕线槽3的内部光滑且开口均朝外便于缠绕线圈4，以防止在绕线过程中划破导线。
绕线槽3构成的直角内部固定设置有连接片2，连接片2上设有用于将绕线槽3与固定板1连接的连接螺纹孔6，连接片2上还设置有用于与卫星面板连接的固定螺纹孔7。在连接片2上设置连接螺纹孔6和固定螺纹孔7可以同时起到两个作用，一是绕线过程中将绕线槽3及固定板1连接的作用，二是在安装中将空心磁力矩器和卫星面板固定的作用，在空芯磁力矩器线圈的加工过程中它能够提供绕线环境，在固定过程中它又能提供固定接口，极大地提高了空芯磁力矩器线圈的加工精度及固定可靠性。
如图6所示，固定板1的中心设有用于连接绕线机的通孔5，在绕线结束后应取掉该固定板1以减少磁力矩器的体积和质量。
制作好的空芯磁力矩器，如图1所示，每个连接板2都提供有螺纹接口，可根据实际安装需求来选择接口的位置和数目进行固定，但选择的螺钉应是无磁的。同时，绕线槽3、连接片2和固定板1的材料均为不导磁材料，防止磁性材料被磁化，干扰空心磁力矩器的工作。
一种由上述制造方法制造的空心磁力矩器，包括四个对称设置的绕线槽3，围绕四个绕线槽3外部设置有导线形成空心正方形线圈4。
其中，各个绕线槽3均为沿槽底部弯折成直角的U形槽，各个绕线槽3的内部光滑且开口均朝外便于缠绕线圈4；绕线槽3构成的直角内部固定设置有连接片2，连接片2上设置有用于与卫星面板连接的螺纹孔4。
本发明空心磁力矩器的固定方法，是将空心磁力矩器通过在各个连接片2上设置的固定螺纹孔7与卫星面板固定连接。
本发明所设计的空芯磁力矩器的加工及固定方法是将加工和固定两个步骤结合起来，在空芯磁力矩器线圈的加工过程中，既能够提供绕线环境，在固定过程中它又能提供固定接口，极大地提高了空芯磁力矩器线圈的加工精度及固定可靠性，用该方法设计的空芯磁力矩器具有加工简单、安装方便、可靠性高及稳定性强等优点。

Claims (8)

1.空心磁力矩器的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.在正方形固定板1的四个顶角分别可拆卸的安装有绕线槽(3)，所述各个绕线槽(3)均为沿槽底部弯折成直角的U形槽，所述各个绕线槽(3)的内部光滑且开口均朝外便于缠绕线圈(4)，所述绕线槽(3)构成的直角内部固定设置有连接片(2)，所述连接片(2)上设有用于将绕线槽(3)与固定板(1)连接的螺纹孔(6)；
b.围绕四个所述绕线槽(3)缠绕导线形成空心正方形线圈(4)，缠绕的同时在导线上涂环氧树脂来对导线进行固化；
c.待绕线结束且导线固化后，将固定板(1)与四个绕线槽(3)分离，得到四个绕线槽(3)及缠绕在其上的固化线圈(4)，即制得空芯磁力矩器。
2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述的连接片(2)上还设置有用于与卫星面板连接的螺纹孔(7)。
3.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述固定板(1)的中心设有用于连接绕线机的通孔(5)。
4.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在绕线过程中和取掉固定板(1)之后均需及时清理掉多余的环氧树脂。
5.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述绕线槽(3)、连接片(2)、固定板(1)以及连接用的螺钉的材料均为不导磁材料。
6.一种用权利要求1所述制造方法制造的空心磁力矩器，其特征在于，包括四个对称设置的绕线槽(3)，围绕四个所述绕线槽(3)外部设置有导线形成空心正方形线圈(4)，所述各个绕线槽(3)均为沿槽底部弯折成直角的U形槽，所述各个绕线槽(3)的内部光滑且开口均朝外便于缠绕线圈(4)。
7.如权利要求6所述空心磁力矩器，其特征在于，所述绕线槽(3)构成的直角内部固定设置有连接片(2)，所述的连接片(2)上设置有用于与卫星面板连接的螺纹孔(7)。
8.一种如权利要求7所述空心磁力矩器的固定方法，其特征在于，将所述空心磁力矩器通过在各个连接片(2)上设置的螺纹孔(7)与卫星面板固定连接。
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